زرع السيليكون لمصنعي الرقائق

تم تطوير مواد جديدة بهدف تقليل حجم الترانزستورات في الكمبيوتر بشكل أكبر وكسر حدود تكنولوجيا النانو. وبهذه الطريقة، تعمل هذه التقنيات على توسيع عصر السيليكون كأساس لصناعة الحوسبة

آفي بيليزوفسكي

الصورة - الرسم البياني لقانون مور، من موقع إنتل -

أعلنت شركة إنتل أنها ستبدأ في تطوير عملية إنتاج حيث سيكون عرض الترانزستورات 45 نانومتر (جزء من المليار من المتر). إن تقليص وحدات البناء الأساسية للرقائق سيسمح ببنائها بشكل أسرع وأكثر كفاءة. كما أشارت شركة IBM هذا الأسبوع إلى نيتها البدء في تصنيع الرقائق التي تستخدم هذه المكونات الصغيرة. وتعتزم الشركة الزرقاء، التي طورت تكنولوجيا الترانزستور الخاصة بها مع توشيبا وسوني وإيه إم دي، دمج هذه المكونات في الرقائق في عام 2008. وقالت إنتل إنها ستبدأ الإنتاج التجاري للمعالجات في ثلاثة من مصانعها في وقت لاحق من هذا العام.
ستحتوي معالجات إنتل الجديدة، واسمها الرمزي بنراين، على 400 مليون ترانزستور على شريحة يبلغ حجمها حوالي نصف حجم طابع البريد. مثل المعالجات الحالية، فإنها ستأتي في حزمة ثنائية النواة ورباعية النواة، وهذا يعني أنه سيكون هناك معالجان أو أربعة معالجات منفصلة على كل شريحة. ولم تذكر الشركة ما هي سرعة النظام.
لقد كانت تكنولوجيا الإنتاج عند 45 نانومتر هي الهدف بالنسبة لمصنعي الرقائق منذ أن تمكنوا من تحقيق الرقم القياسي السابق - 65 نانومتر. الترانزستور هو مفتاح إلكتروني أساسي. تتطلب كل شريحة عددًا كبيرًا من الترانزستورات، وكلما زاد عدد الترانزستورات وزادت قدرتها على التبديل، زادت قوة الشريحة المقاسة بعدد الحسابات التي يمكنها إجراؤها لكل وحدة زمنية.
ومعنى التطوير هو أن القانون الأساسي الذي يميز عملية تطوير الرقائق، والمعروف باسم "قانون مور"، يظل كما هو. كان افتراض أحد مؤسسي شركة إنتل، جوردون مور، منذ عام 1965، هو أن عدد الترانزستورات الموجودة على الشريحة سوف يتضاعف كل 24 شهرًا. يقدم قانون مور توقعات تطورية لصناعة المعالجات والكمبيوتر، ومن ناحية أخرى فهو بمثابة خريطة طريق للصناعة نفسها. تخوف الشركات في مجال المعالجات والكمبيوتر من التخلف عن الركب ويكون دافعها لمواصلة تطوير التكنولوجيا بوتيرة سريعة كبيرًا.

على مدى أكثر من 45 عامًا، تمكن مصنعو الرقائق من مواكبة الوتيرة التي تنبأ بها مور (حرفيًا نبوءة ذاتية التحقق)، مما أدى إلى تقليل حجم الرقائق مع تعبئة المزيد من الرقائق في كل شريحة. ومع ذلك، بعد تجاوز حد 65 نانومتر، لم يعد السيليكون المستخدم في تصنيع المكونات الأساسية للرقائق - البوابات غير الموصلة - قادرًا على الوصول إلى الأداء الذي وصلت إليه أسلافه على نطاق أوسع. ونتيجة لذلك، يمر التيار عبر الفتحات الموجودة في الترانزستورات ويقلل من سعة الشريحة. ولمنع حدوث ذلك، كان على الباحثين تطوير مواد جديدة يمكنها احتواء التيار على هذا النطاق الصغير. نوع مشتق السيليكون المعروف بالمعادن عالية k.
وصف جوردون مور (78 عامًا) تطوير ودمج المواد الجديدة في مكونات العمل بأنه أكبر تغيير في تكنولوجيا الترانزستور منذ أواخر الستينيات. وكانت شركة إنتل قد طرحت أول شرائح تشغيلية تشتمل على مكونات بدقة 45 نانومتر في العام الماضي، إلا أنها لم يتم دمجها بعد في المنتجات التجارية.
وقال الدكتور تشي شيانغ تشن، نائب رئيس العلوم والتكنولوجيا في مختبرات أبحاث IBM: "حتى الآن، واجهت صناعة الرقائق علامة استفهام حول مدى قدرتها على دفع تكنولوجيا الرقائق الحالية. وبعد 10 سنوات من الجهد، نحن الآن نحرز تقدما".
ولم تذكر الشركتان بالضبط كيفية دمج هذه المعادن، لكن كلاً من Intel وIBM قالتا إنهما تمكنتا من دمج هذه الرقائق في تكنولوجيا التصنيع الحالية بأقل جهد.